Development and Prospectives of Ultra-High-Speed Grinding Technology

Ultra-high-speed grinding(UHSG)is a significant and powerful machining method in view of the enhanced productivity and precision demands.Previous researches regarding formation mechanisms and crucial technologies are comprehensively and thoroughly summarized to highlight state-of-art technology of UHSG.On the basis of the interdependence between process and machine innovations,theoretically,grinding mechanisms in strain hardening,strain rate strengthening,thermal softening,size effect and process characteristics need more in-depth studies to clarify the dominance of UHSG.Technically,CFRP wheel integrating with the brazed bonding has a prominent advantage in bonding strength and grit′s configuration over vitrified bonding,which would be superior in UHSG.Furthermore,external high pressure cooling combining with inner jet cooling methods,accompanied by scraper plates to alleviate the effect of air boundary,are crucial and practical measures for realizing effective cooling in UHSG.Grinding processes,especially those being related to grinding parameters and precise in-process measuring approaches,are also prerequisite for fitting and investigation of UHSG.     

基于正交试验法的3P3R磨削机器人灵活性优化

针对机器人磨削加工复杂曲面工件时,存在加工路径不连续、需要更换夹具而影响加工精度的问题,提出了一种3P3R磨削机器人.使用D-H法建立了机器人的运动学模型,得到了机器人的正解方程.建立了工件坐标系{W}主动、工具坐标系{T}被动模式的新型机器人系统坐标系,指出了机器人基坐标系{O}与{T}的相对位置是影响磨削机器人的灵活空间的重要因素.采用正交试验法,得到了机器人的第二关节方向的相对位置是影响灵活磨削空间最显著的因素,并且优化了磨削机接触轮相对于机器人摆放的位置,使机器人的灵活磨削空间扩大了1倍,提高了磨削机器人的灵活性.     

ARINC661座舱显示系统通信数据监控存储分析软件的设计

针对ARINC661中UA与CDS之间光纤通信的大量数据实时监控需求,利用多线程技术和双缓冲区模型实现了数据采集过程中的数据分析和数据存储的并行执行,并基于ADO.NET技术,设计了一种数据批量入库的方法,提高了监控系统的运行效率。经地面试验站验证,开发的实时数据监控存储分析软件获得了成功,为CDS的开发提供了重要的工具。     

GH4169DA磨削表面变质层软化机理

为了深入研究高温合金GH4169DA磨削表面变质层软化机理,分别采用光学显微镜、显微维氏硬度计和透射电子显微镜（TEM）分析了其微观组织、显微硬度和γ"相密度。试验结果表明：GH4169DA磨削表面及亚表面发生了明显软化和局部塑性变形。在试验参数范围内,软化深度约为30~100 μm,而变形层的深度只有约4 μm。从基体到磨削表面,γ"相密度由约2.27×10³个/μm²逐渐降低,至距磨削表面约2.2 μm以内γ"相完全消失。该变化规律与显微硬度变化规律一致,最大影响深度也基本相同。分析指出,GH4169DA磨削表面软化的根本原因是在磨削过程中热的作用下,主要强化相γ"密度降低,强化效果减弱。     

多通道加载系统上位机软件设计

基于加载系统的工作原理和试验需求,实现了对多通道加载系统上位机软件的功能设计;在软件开发过程中利用多线程机制及LabWindows/CVI中TCP支持库实现了实时数据处理和通讯接口要求。试验证明,该上位机软件在某型飞机地面模拟试验系统中运行良好,提供了试验配置和数据处理功能,满足了实时性、可靠性要求。     

CFRP薄壁圆筒壳端面磨削工艺研究

阵列碳纤维复合材料管是由碳纤维增强复合材料(CFRP)薄壁圆筒壳阵列排布后粘接制备而成,兼具碳纤维复合材料和蜂窝结构的优异性能,是一种新型的可应用于深空探测反射面板的理想材料结构。由于材料和制备方面的特殊性,在阵列碳纤维复合材料管加工过程中会由于磨削力过大导致多种加工损伤,为其高效低损伤加工带来了挑战。本文开展CFRP薄壁圆筒壳磨削加工正交试验,系统研究磨削深度、切出角度、主轴转速、进给率对磨削力的影响规律和影响程度。研究结果表明:工艺参数对水平面合力的影响程度依次为进给率、磨削深度、切出角度、主轴转速,对轴向力的影响程度依次为切出角度、主轴转速、进给率、磨削深度。研究对阵列碳纤维复合材料管高效低损伤加工工艺的制订具有参考意义。     

基于润滑的楔形螺纹紧固件扭拉性能试验研究

楔形螺纹连接结构固有的螺栓齿顶与楔形螺纹斜面线接触模式,存在无润滑状态下线面接触磨损大等现象。为有效提升反复使用工况下楔形螺纹结构连接的可靠性,开展螺栓表面涂润滑脂、螺母表面涂MoS2、螺栓表面仅螺纹涂MoS2与螺栓表面整体涂MoS2等4种润滑方式下的扭拉性能试验,对不同润滑条件下的扭拉系数、预紧力和螺纹磨损等进行试验研究。试验结果可有效提升楔形螺纹连接结构的可靠性和连接质量。     

基于多颗磨粒随机分布的虚拟砂轮建模及磨削力预测

利用VHX-600E型超景深显微镜测量了金刚石砂轮表面的磨粒分布情况,计算得到了砂轮表面的磨粒密度、真实接触弧长以及砂轮总的磨粒数和有效磨粒数。基于磨粒间隔分布假设和虚拟格子方法在虚拟砂轮端面随机分布等磨粒密度的多颗正六面体磨粒,并随机分配磨粒的位姿以模拟砂轮的真实形貌。将1/4虚拟砂轮模型导入Deform-3D软件中,建立三维虚拟磨削仿真模型,采用Lagrangian Incremental算法获得多颗磨粒的仿真磨削力值,并建立了基于多颗磨粒磨削仿真的磨削力预测模型。通过金刚石砂轮端面磨削硬质合金刀片的实验,比较了实测磨削力与预测磨削力;仿真与实验结果具有一致性,证明了采用本方法建立的多颗磨粒虚拟磨削仿真模型可以用于磨削力预测,为多颗磨粒共同磨削的磨削力研究提供了新的思路。     

数控车削梯形螺纹加工方法探讨

梯形螺纹是应用十分广泛的传动部件,如何高效加工梯形螺纹成为一大难点。基于广数GSK980TA数控系统,从切削方式、刀具的选择、工艺的安排和程序编制等方面对梯形螺纹的加工方法进行探讨。     

ELID超精密镜面磨削钝化膜状态变化的研究

建立了ELID磨削系统的电解反应回路等效模型,提出用极间电流表征金属结合剂砂轮表面的钝化膜状态,分析了钝化膜在ELID超精密镜面磨削电解预修锐阶段、在线电解修整动态磨削阶段和光磨阶段的状态变化。